Диссертация (1025620), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Поэтому при помощи алгоритмов комплексированиявыделяют системы, которые дают возможность получить наиболее достовернуюнавиационную информацию. Или в процессе совместной обработки сигналов сразличных систем выделяется наиболее достоверная информация. Примеромалгоритма комплексирования, который является простейшим и в то же времяодним из популярных, может служить алгоритм усреднения показаний различныхсистем, измеряющих один и тот же параметр.В настоящее время максимальную точность удается получить прииспользование систем с коррекцией от спутников. Но зачастую возникаютситуации,когдакорректирующийсигналотспутниковполучитьне39представляется возможным.

Поэтому в работе рассматриваются различныенавигационные системы, их сочетания, предлагаются алгоритмические методыповышения точности навигационной информации при функционировании системв условиях активных и пассивных помех, а также при сложном движениинесущего объекта.В селективных НК предполагается определение наиболее достовернойинформации и ее последующая обработка при помощи алгоритма оценивания.Обработанная таким образом информации поступает в выходной сигналкомплекса для его коррекции.Определениенаиболеедостовернойинформациипредлагаетсяосуществлять при помощи критерия степени наблюдаемости [34, 48, 75]. Понаибольшемузначениюкритериястепенинаблюдаемостиконкретнойкомпоненты вектора состояния определяется состав НК.Рассматривается возможный состав НК, т.е. все системы, которые могутбыть использованы для получения навигационной информации.

Выбираетсябазовая навигационная система. В качестве базовой системы выбирается наиболееточная и универсальная система. Обычно в качестве такой системы выбираетсяИНС.Селективныйнавигационныйкомплексфункционируетследующимобразом.Рассматривается вектор состояния базовой системы при непосредственномизмерении одной из переменных состояния с помощью внешнего датчикаинформации. Имеется ввиду, что информация внешняя по отношению к базовойсистеме. Для каждой компоненты вектора состояния определяются степенинаблюдаемости.

Затем рассматривается вектор состояния при непосредственномизмерении одной из компонент другим датчиком внешней информации.Проводятся аналогичные расчеты и определяются степени наблюдаемостипеременных состояния в этом случае.40Следующий этап - сравнение степеней наблюдаемости соответствующихпеременных состояния. По наибольшим значениям степеней наблюдаемостиопределяется наилучший состав навигационного комплекса.В процессе работы селективных НК периодически проводится анализстепенейнаблюдаемостипеременныхсостоянияи,принеобходимости,осуществляется изменение состава комплекса (автоматический: выбор наилучшейструктуры).Сигналы,измеряемыеприпомощивыбранныхдатчиковиспользуются в алгоритме оценивания для формирования оценок погрешностейбазовой навигационной системы.

Далее оценки погрешностей используются длякоррекции навигационной информации.Схема селективного навигационного комплекса представлена на Рис. 1.5.Рис. 1.5 . Схема селективного измерительного комплексаОбозначения: 1 – базовая навигационная система (обычно ИНС); 2, …, N –внешние измерительные датчики и системы;- блок определения степенейнаблюдаемости и формирования измерений Z k ; БО – блок оценивания;истинная навигационная информация (для примера пусть V);-xk -погрешности базовой навигационной системы; ̂ - оценки погрешностей базовойнавигационной системы; ̃ - ошибки оценивания.При измерении режима функционирования ЛА происходит проверка41степеней наблюдаемости и, при необходимости, изменение структуры комплекса.Также предусмотрено проведение проверки при работе НК в неизменном режиме.В этом случае периодичность определяется из практических соображений, наоснове данных о скорости накопления ошибок в используемых приборах иданных о внешних условиях функционирования ЛА.Целесообразность использования селективного навигационного комплексаможет быть продемонстрирована следующим образом.Рассмотрим случай, когда в НК в качестве базовой системы выбраны ИНС.Непосредственному измерению доступны погрешности ИНС в определениискорости и углы отклонения ГСП от плоскости горизонта.

В качестве датчикаскоростной информации используется ДИСС. Углы отклонения ГСП от плоскостигоризонта определяются на основе информации с датчиков углов прецессии.На Рис. 1.6. представлены структуры рабочих контуров навигационногокомплекса: а) с использованием ДИСС, б) с использованием информациисдатчиков углов прецессииРис. 1.6. Структура рабочих контуров селективного навигационногокомплекса42На Рис. 1.6. введены следующие обозначения: ИНС – инерциальнаянавигационная система, ДИСС – допплеровский измеритель скорости и угласноса, БФ - блок формирования измерений на основе информации с датчиковуглов прецессии; 5 - сигнал с датчиков угла прецессии; АО -алгоритм оценивания;θ – истинная информация о скорости ЛА;В практических приложениях уровень измерительных шумов обычноменяется, поэтому заранее сделать однозначный выбор структуры комплекса непредставляется возможным.Структурная схема ИК, предусматривающего функционирование базовойИНС в автономном режиме, представлена на Рис.

1.7.ИНСθk+xkk_СНСРЛСθk++kБОНИzkФКИНСθk+xkθ k++k_NkАПМПрогнозРис. 1.7. Селективный измерительный комплекс, функционирующий врежиме коррекции и в автономном режимеЗдесь введены следующие обозначения: БОНИ – блок определения степенейнаблюдаемости и формирования измерений; ФК – фильтр Калмана; АПМ –алгоритм построения модели;  k – истинная информация о навигационныхпараметрах динамического объекта; xk – вектор погрешностей ИНС; zk – векторизмерений; xˆk – вектор оценки погрешностей ИНС; xk – вектор ошибок43оценивания; xˆˆ k – вектор прогноза погрешностей ИНС; xk – вектор ошибокпрогноза.Применение селективного подхода к задаче определения наилучшейструктуры навигационного комплекса позволяет использовать комплекс наиболееэффективного на каждом этапе его функционирования.Во время функционирования ЛА постоянно происходит переключениеконфигурацииизмерительногокомплексасцельюполучениянаиболеедостоверной измерительной информации, т.е.

на разных интервалах работы сИНСкомплексируютсяразличныевнешниеизмерительныесистемы.Переключение на одну или другую структуру проводится по численномукритерию степени наблюдаемости.В селективном НК обычно используются бортовые РЛС, наземные РСБН,РСДН, астрокорректоры, спутниковые системы GPS/ГЛОНАСС и др.1.3. Перспективные подходы и алгоритмы обработки информации в НКОдним из перспективных подходов при синтезе НК ЛА являетсяприменение присинтезеструктурыивалгоритмическомобеспеченииинтеллектуальных технологий [17, 62, 64, 65, 66].

Интеллектуальные технологиии структуры, которые могут быть использованы в современных ЛА основаны наразличных концепциях и теориях. Наиболее перспективным подходом к синтезуНК ЛА является подход, основанный на теории функциональных системП.К.Анохина [2, 3].Одним из перспективных направлений синтеза НК является симбиоздинамических экспертных систем, принятия решений, акцептора действия,адаптивного управления и оценивания, объединенных в рамках функциональныхсистем.Известен подход к решению задачиуправления ЛА, а именно, синтез44псевдоинтеллектуальнойПсевдоинтеллектуальнаясистемысистемауправлениявключает[27,комплекс30,35,38].информационногообеспечения с акцептором действия и позволяет осуществить выбор сценариядвижения ЛА на основе прогноза возможного развития событий в зависимости оттраектории движения, внешней среды и др.Закон управления, формируемый в интеллектуальных системах (ИС) [10,25]можетбытьпредставленневвидекакого-либофиксированногопреобразователя входных данных в выходные, а в виде некоторой подсистемы, вкоторой на основе входных данных принимается решение и вырабатываетсяуправление.

Для выработки управления используются знания, хранящиеся вданной подсистеме.В состав ИС, как правило, входит различное алгоритмическое обеспечение,конфигурация и состав которого изменяется в процессе работы. Таким образом,при синтезе такого рода систем, целесообразно разрабатывать алгоритмическоеобеспечение для каждого этапа функционирования ИС.Одним из перспективных вариантов создания ИС можно считать симбиозэкспертных систем, методов принятия решения, самоорганизации, блока синтезацели и адаптивного управления, которые объединены в рамках теориифункциональных систем П.К.Анохина [2, 3]. ИС такого рода представляют собойсложные функциональные системы, состоящие из набора более простыхфункциональных систем. На Рис. 1.8.

представлена структура ИС. В даннойсистеме проводится оценка, которая положена в основу принятия решения, такжев данной системе выполняется прогноз для акцептора действия. После этоговырабатывается решение и осуществляется управление.После реализации управления, результаты его воздействия на объектпоступают в акцептор действия. Информация о том, насколько результатыдействия и прогноза соответствуют друг другу поступает в экспертную систему исистему синтеза цели.Под синтезом цели ИС понимается создание или адаптация имеющихся45методов и средств получения информации об окружающей среде. Такженеобходимы методы, которые позволяют определять состояние системы в целом,состояние составляющих ИС элементов и отдельных функциональных систем.Достоверная информация о состоянии системы необходима для формированияцели.

Характеристики

Список файлов диссертации